Existe-t-il des énergies sans CO2 ?

Source : Jean-Marc Jancovici, membre du Comité de Veille Ecologique de la Fondation. Site perso.

Cette question est beaucoup moins simple qu'il y paraît. En effet, pour faire de l'énergie, il faut non seulement disposer d'une source d'énergie primaire (le charbon, le pétrole, le soleil, le vent...), mais également construire le dispositif qui permettra de transformer cette source d'énergie primaire en quelque chose qui soit utilisable par nous (chaleur, électricité, mouvement). On parle alors de centrale à charbon, d'éolienne, de centrale nucléaire, etc.

Quelles sont les sources d'énergies primaire à notre disposition ?

Le charbon : c'est du carbone presque pur, et sa combustion dégage donc du CO2,

Le pétrole : c'est un composé de diverses molécules comportant essentiellement du carbone (dont la combustion dégage du CO2) et de l'hydrogène (dont la combustion engendre de l'eau). Sa combustion dégage donc aussi du CO2, mais 25% de moins que le charbon.

Le gaz naturel : c'est aussi un hydrocarbure, comme le pétrole, mais c'est celui qui est le moins "carboné" de tous (et le plus riche en hydrogène). Toutefois sa combustion dégage encore du CO2 (40% de moins que le charbon, mais ce n'est pas zéro !).

La radioactivité (énergie nucléaire)

Le vent (énergie éolienne)

Le rayonnement solaire (énergie solaire)

L'eau en mouvement (énergie hydroélectrique)

La biomasse (les plantes) : leur combustion dégage du CO2. On a tendance a dire que c'est une source renouvelable à l'égal des autres sources renouvelables parce qu'on peut en replanter, et donc que ses émissions de CO2 valent 0. Du point de vue du réchauffement climatique c'est vrai et faux :

• on peut effectivement renouveler la ressource, en replantant des arbres ou des plantes (colza, blé),

• mais lorsqu'on brûle une plante (par exemple un arbre, en bûches), on met en un seul coup dans l'atmosphère tout le carbone qui était stocké dans la plante, alors que ce carbone ne sera réabsorbé qu'au fur et à mesure par ce que l'on a planté en remplacement.

Il est vrai que le bilan finit par être équilibré (quand l'arbre planté a atteint la taille de celui que l'on a brûlé), mais dans l'intervalle, qui peut prendre quelques dizaines d'années, le CO2 était dans l'atmopshère et a contribué au réchauffement.

La marée...

Toutes les sources renouvelables sont des dérivés de l'énergie solaire (même la marée : c'est l'attraction du soleil qui prédomine !) :

le vent vient des différences de température, donc de pression, entre masses d'air,
les rivières sont une conséquence de la pluie, elle-même provoquée par l'évaporation sous l'effet du soleil,
la biomasse résulte de la photosynthèse.

Energie et gaz à effet de serre

Certains procédés émettent des gaz à effet de serre car la source d'énergie primaine en produit :

le charbon,
le pétrole
le gaz

Parmi les procédés dont la source d'énergie primaire ne produit pas de CO2 on trouve :

le nucléaire,
l'hydroélectricité
l'éolien
l'énergie marémotrice

 Le cas du bois est particulier, comme on l'a vu plus haut.

Cycle de vie

Mais pour certains procédés, si la source d'énergie primaire ne produit pas de gaz à effet de serre (en particulier pas de CO2), la construction de la "centrale" en aura produit :

pour faire une centrale (à charbon, nucléaire, à gaz, à pétrole, ou un barrage), il faut des matériaux de construction, or la production de ciment (entre autres) engendre de grosses émissions de gaz à effet de serre, notamment de CO2,

pour faire une éolienne ou un panneau solaire il faut des matériaux (aluminium, verre, etc), dont la fabrication émet des gaz à effet de serre,

Si l'on intègre ces "émissions intermédiaires" dans le total (cela s'appelle faire un cycle de vie, comme on le fait aussi pour d'autres polluants), on peut arriver à un "total d'émission" pour une quantité d'énergie disponible.

Pour la cas particulier de l'électricité, par exemple, cela donne ce qui est dans le tableau ci-dessous.

Cas de la production d'électricité : émissions de CO2 en g/ kWh (analyse du cycle de vie)
charbon	800 à 1050 suivant technologie
cycle combiné à gaz	430
nucléaire	6
hydraulique	4
biomasse bois (*)	1500 sans replantation
photovoltaïque	60 à 150 (**)
éolien	3 à 22 (***)

Source : Jean-Pierre BOURDIER, La Jaune et La Rouge de Mai 2000
(*) le bilan n'est pas instantanément nul comme le laissent volontiers croire les partisans de la biomasse !
(**) le CO2 provient surtout de la fabrication des cellules des panneaux. Suivant que ces panneaux sont fabriqués au Danemark (électricité encore à 90% au charbon) ou en Suisse (électricité déjà majoritairement nucléaire et hydraulique), le contenu en CO2 est très différent. L'amortissement se fait en 20 à 30 ans suivant les variantes. Toutefois en "cycle fermé", c'est à dire en utilisant tout le long du cycle (fabrication, transport, etc) le plus possible d'énergies à "zéro émission intermédiaire", on arriverait probablement à beaucoup moins.
(***) suivant lieu de fabrication, idem ci-dessus. En outre ce nombre ne tient pas compte des émissions liées à la fabrication de l'aluminium pour les éoliennes (la fabrication de l'aluminium produit de grandes quantités de gaz à effet de serre autres que du CO2).

En résumé, les énergies qui n'émettent pas ou peu de carbone pour l'ensemble du cycle (moins de 10% du gaz naturel) sont :

Le nucléaire aujourd'hui

Le solaire demain, quand les panneaux seront eux-mêmes produits avec de l'électricité d'origine nucléaire, solaire ou hydroélectrique), et dont les besoins en espace sont compatibles avec les surfaces disponibles,

L'éolien, qui pose par contre de redoutables problèmes de concurrence d'utilisation des sols et de dégradation des paysages,

La biomasse a rotation rapide (par exemple les carburants automobiles à base de blé, ou de colza), mais je ne suis pas sûr que le bilan global en gaz à effet de serre soit satisfaisant, car certains de ces carburants conduisent à des émissions de méthane et de protoxyde d'azote supérieures à celles du pétrole, et qui en outre est aussi très consommatrice d'espace.